《安徽大学生命科学学院根》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安徽大学生命科学学院根（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章第二章第二章 植物的形态植物的形态植物的形态植物的形态与结构与结构与结构与结构被子植物的器官组成被子植物的器官组成花（花（花（花（flowerflower）叶（叶（叶（叶（leafleaf）茎（茎（茎（茎（stemstem）根（根（根（根（rootroot）果实（果实（果实（果实（fruitfruit）种子（种子（种子（种子（seedseed）I I 根的形态与结构根的形态与结构根的形态与结构根的形态与结构根（根（根（根（rootroot） 植物体的地下部植物体的地下部植物体的地下部植物体的地下部分，行使固着和支持植物体吸分，行使固着和支持植物体吸分，行使固着和支持植物体吸分，行使
2、固着和支持植物体吸收水分和养分，和其它功能收水分和养分，和其它功能收水分和养分，和其它功能收水分和养分，和其它功能11 根的形态与类型根的形态与类型Forms and Types of Roots不定根（不定根（不定根（不定根（adventitious rootadventitious root） 由茎叶或老根上长出的由茎叶或老根上长出的由茎叶或老根上长出的由茎叶或老根上长出的根根根根侧根（侧根（侧根（侧根（lateral rootlateral root） 由由由由主根长出的根主根长出的根主根长出的根主根长出的根主根（主根（主根（主根（main rootmain root） 由胚由胚由胚由胚
3、根生长出来、植物个体发育根生长出来、植物个体发育根生长出来、植物个体发育根生长出来、植物个体发育中最早出现的根中最早出现的根中最早出现的根中最早出现的根M根的类型直直根根系系主主根根明明显显，主主根根上上生生出出侧侧根根，这这类类根根系系固固着着能能力力很很强强。一一些些植植物物的的主主根根可可以以贮贮存存糖糖类类等有机营养物质。等有机营养物质。大大部部分分单单子子叶叶植植物物和和一一些些草草本本植植物物的的根根为为须须根根系系，即即在在胚胚轴轴或或茎茎的的基基部部丛丛生生大大量量须须状状根根。须须根系具有与土壤更多的接触表面积。根系具有与土壤更多的接触表面积。l根系的类型一株植物根的总和称为
4、一株植物根的总和称为根系根系植物的根系通常有两类：植物的根系通常有两类：直根系直根系和和须根系须根系直根系须根系12 根尖的基本结构根尖的基本结构根尖（根尖（根尖（根尖（root tiproot tip）的结构）的结构）的结构）的结构 从根的顶端到着生根毛的部从根的顶端到着生根毛的部从根的顶端到着生根毛的部从根的顶端到着生根毛的部位叫根尖，包括：位叫根尖，包括：位叫根尖，包括：位叫根尖，包括：根冠（根冠（根冠（根冠（root caproot cap）分生区（分生区（分生区（分生区（division areadivision area）伸长区（伸长区（伸长区（伸长区（elongation are
5、aelongation area）成熟区（成熟区（成熟区（成熟区（mature areamature area）伸长区（伸长区（伸长区（伸长区（elongation areaelongation area）根冠（根冠（根冠（根冠（root caproot cap）分生区（分生区（分生区（分生区（division areadivision area）成熟区（成熟区（成熟区（成熟区（mature areamature area）根冠根冠位于根的先端，由许多排列不规则的薄壁细胞组成帽状的结构套在分生区外方，保护着幼嫩的生长点外层细胞能分泌多糖类黏液，可防止根尖干燥，使土粒表面润滑，减少摩擦根冠 根冠
6、可以感受重力，控制根的向地性生长：根冠前端细根冠可以感受重力，控制根的向地性生长：根冠前端细胞中含有淀粉体，起着胞中含有淀粉体，起着“平衡石平衡石”的作用，保证根的的作用，保证根的向地性生长。除淀粉体外，内质网、高尔基体也与根向地性生长。除淀粉体外，内质网、高尔基体也与根的向地性反应有关的向地性反应有关分生区分生区位于根冠上方，长约位于根冠上方，长约1 12mm2mm，由分生细胞组成由分生细胞组成分生区最前端是分生区最前端是原分生组织原分生组织，其上方为原分生组织衍生细胞其上方为原分生组织衍生细胞形成的形成的初生分生组织初生分生组织初生分生组织的细胞已有了初初生分生组织的细胞已有了初步的分化，
7、并形成步的分化，并形成原表皮原表皮、基基本分生组织本分生组织和和原形成层原形成层三部分三部分进一步分化，原表皮进一步分化，原表皮根的表根的表皮，基本分生组织皮，基本分生组织根的皮层，根的皮层，原形成层原形成层维管柱维管柱分生区受损修复受损修复激素合成激素合成伸长区位于分生区上方，长约25mm细胞分裂已停止，但细胞体积增大，并沿根的纵轴方向显著伸长，由于这段区域是根伸长生长的主要部分，故称伸长区伸长区开始出现组织的分化，最早的筛管和导管相继出现，逐渐分化形成根的成熟组织l成熟区（根毛区）l位于伸长区的上方，细胞已停止生长，并多已分化成熟，故称成成熟区熟区l成熟区表皮常产生根毛，因此也称根毛区根毛
8、区l根毛由表皮细胞外壁向外突出延伸而成，不分枝，长约0.081.5mml成熟区（根毛区）l根毛数目多，密度大,如玉米420/mm2, 豌豆230/mm2l角质层极薄,外壁上有黏液和果胶质,有利吸收和固着l根毛生长速度快，寿命短，一般几天，最长1020天l失去根毛的成熟区，主要行使输导和支持功能2 根的初生结构根的初生结构Primary Structure of Roots根尖顶端分生组织经分裂、生长和分化而形成成熟的根，这种生长过程称为根的初生生长初生生长初生生长所形成的各种成熟组织属于初生组织初生组织，它们共同组成根的初生结构初生结构根初生结构的三要素根初生结构的三要素 表皮表皮表皮表皮（e
9、pidermisepidermis） 皮层皮层皮层皮层（cortexcortex） 维管柱维管柱维管柱维管柱（vascular cylindervascular cylinder 或中柱）或中柱）或中柱）或中柱）2-1 2-1 双子叶植物根初生结构示意双子叶植物根初生结构示意图图根的初生结构毛茛根初生结构柳树根初生结构表皮热带的兰科植物和附生的天南星科植物的气生根, 表皮由多层排列紧密的死细胞组成, 称为根被根被保护作用, 防止水分丧失表皮根毛根毛根毛根毛表皮细胞的外壁突出和延伸成管表皮细胞的外壁突出和延伸成管表皮细胞的外壁突出和延伸成管表皮细胞的外壁突出和延伸成管状，增大吸收水分和矿质元素面
10、积状，增大吸收水分和矿质元素面积状，增大吸收水分和矿质元素面积状，增大吸收水分和矿质元素面积皮层皮层皮层皮层由多层薄壁细胞组成排列疏松，有明由多层薄壁细胞组成排列疏松，有明由多层薄壁细胞组成排列疏松，有明由多层薄壁细胞组成排列疏松，有明显的胞间隙，细胞中其中储藏有淀粉和其他物质显的胞间隙，细胞中其中储藏有淀粉和其他物质显的胞间隙，细胞中其中储藏有淀粉和其他物质显的胞间隙，细胞中其中储藏有淀粉和其他物质皮皮皮皮层层层层外皮层：外皮层：外皮层：外皮层：最外层排列整齐，无胞最外层排列整齐，无胞最外层排列整齐，无胞最外层排列整齐，无胞间隙的薄壁细胞组成间隙的薄壁细胞组成间隙的薄壁细胞组成间隙的薄壁细胞
11、组成中皮层：中皮层：中皮层：中皮层：多层薄壁细胞组成多层薄壁细胞组成多层薄壁细胞组成多层薄壁细胞组成内皮层：内皮层：内皮层：内皮层： 皮层最内的层细胞组成，皮层最内的层细胞组成，皮层最内的层细胞组成，皮层最内的层细胞组成，细胞排列紧密，没有细胞间隙，细胞两细胞排列紧密，没有细胞间隙，细胞两细胞排列紧密，没有细胞间隙，细胞两细胞排列紧密，没有细胞间隙，细胞两侧径向壁和上下壁有木化、栓化的带状侧径向壁和上下壁有木化、栓化的带状侧径向壁和上下壁有木化、栓化的带状侧径向壁和上下壁有木化、栓化的带状加厚区域加厚区域加厚区域加厚区域凯氏带（凯氏带（凯氏带（凯氏带（casparian casparian s
12、tripstrip）外皮层外皮层外皮层外皮层中皮层中皮层中皮层中皮层内皮层内皮层内皮层内皮层凯氏带凯氏带凯氏带凯氏带凯氏带立体示意图凯氏带立体示意图凯氏点凯氏点小麦根横切面示凯氏带细胞膜与细胞壁在凯氏带处紧附在一起细胞膜与细胞壁在凯氏带处紧附在一起凯氏带凯氏带凯氏带凯氏带通道细胞功能维管柱维管柱维管柱维管柱皮层以内的柱状体，是由皮层以内的柱状体，是由皮层以内的柱状体，是由皮层以内的柱状体，是由原形成层发育而来原形成层发育而来原形成层发育而来原形成层发育而来维维维维管管管管柱柱柱柱中柱鞘：中柱鞘：中柱鞘：中柱鞘：位于维管柱的最外层，位于维管柱的最外层，位于维管柱的最外层，位于维管柱的最外层， 或
13、几层薄壁或几层薄壁或几层薄壁或几层薄壁细胞组成，有潜在的分裂能力（侧根、不定芽、细胞组成，有潜在的分裂能力（侧根、不定芽、细胞组成，有潜在的分裂能力（侧根、不定芽、细胞组成，有潜在的分裂能力（侧根、不定芽、形成层等）形成层等）形成层等）形成层等）维管组织：维管组织：维管组织：维管组织：由初生木质部和初生韧皮部组成由初生木质部和初生韧皮部组成由初生木质部和初生韧皮部组成由初生木质部和初生韧皮部组成薄壁细胞：薄壁细胞：薄壁细胞：薄壁细胞：位于初生木质部和初生韧皮部之位于初生木质部和初生韧皮部之位于初生木质部和初生韧皮部之位于初生木质部和初生韧皮部之间的数层薄壁细胞间的数层薄壁细胞间的数层薄壁细胞间
14、的数层薄壁细胞外外始始式式初生木质部初生木质部l位于维管柱中央，由几个初生木质部束组成，横切位于维管柱中央，由几个初生木质部束组成，横切面上呈星芒状面上呈星芒状l初生木质部束的先端分化成熟较早，由管径较小的初生木质部束的先端分化成熟较早，由管径较小的环纹和螺纹导管组成，称为环纹和螺纹导管组成，称为原生木质部原生木质部l靠近中心的部分成熟较迟，由管径较大的梯纹、网靠近中心的部分成熟较迟，由管径较大的梯纹、网纹和孔纹导管组成，称为纹和孔纹导管组成，称为后生木质部后生木质部l 初生木质部这种由外向内发育成熟的方式，称初生木质部这种由外向内发育成熟的方式，称为为外始式外始式l根横切面上木质部呈不同的辐
15、射棱角，称根横切面上木质部呈不同的辐射棱角，称木质部脊木质部脊，脊的数目决定脊的数目决定原型原型，如油菜为，如油菜为2 2束称束称二原型二原型、豌豆有、豌豆有3 3束称束称三原型三原型，花生为，花生为四原型四原型等等l双子叶植物和裸子植物束数较少，为二至六原型；双子叶植物和裸子植物束数较少，为二至六原型；单子叶植物至少六束或六束以上，称为单子叶植物至少六束或六束以上，称为多原型多原型初生韧皮部初生韧皮部l位于初生木质部束之间，束数与初生木质部位于初生木质部束之间，束数与初生木质部相同相同l外始式发育，即外始式发育，即原生韧皮部原生韧皮部在外，在外，后生韧皮后生韧皮部部在内在内l组成成分：筛管和
16、伴胞组成成分：筛管和伴胞, ,也有韧皮纤维和韧皮也有韧皮纤维和韧皮薄壁细胞薄壁细胞薄壁组织薄壁组织l位于初生木质部和初生韧皮部之间，由多层薄壁位于初生木质部和初生韧皮部之间，由多层薄壁细胞组成细胞组成l双子叶植物中，这部分细胞可转化为双子叶植物中，这部分细胞可转化为维管形成层维管形成层的一部分的一部分髓髓l一般根中央部分由木质部占据一般根中央部分由木质部占据, ,若中央部分不分化若中央部分不分化成木质部成木质部, ,就由薄壁或厚壁组织形成就由薄壁或厚壁组织形成髓髓( (多原型根多多原型根多如此如此) )l多数单子叶植物和少数双子叶植物根中都有髓存在多数单子叶植物和少数双子叶植物根中都有髓存在双
17、子叶植物根的次生生长和次生结构双子叶植物根的次生生长和次生结构Secondary Structure of Roots 大多数双子叶植物的根在已形成的初生结构大多数双子叶植物的根在已形成的初生结构大多数双子叶植物的根在已形成的初生结构大多数双子叶植物的根在已形成的初生结构的基础上，还要进行的基础上，还要进行的基础上，还要进行的基础上，还要进行次生生长次生生长次生生长次生生长 次生生长由次生生长由次生生长由次生生长由次生分生组织次生分生组织次生分生组织次生分生组织的活动引发的活动引发的活动引发的活动引发FF由次生生长所形成的由次生生长所形成的由次生生长所形成的由次生生长所形成的次生维管组织次生维
18、管组织次生维管组织次生维管组织和和和和周皮周皮周皮周皮所所所所组成的结构，称为组成的结构，称为组成的结构，称为组成的结构，称为次生结构次生结构次生结构次生结构n 次生分生组织的产生和活动次生分生组织的产生和活动根的根的根的根的次生分生组织次生分生组织次生分生组织次生分生组织包括：包括：包括：包括：ll 维管形成层维管形成层维管形成层维管形成层（vascular cambiumvascular cambium）不断向侧不断向侧不断向侧不断向侧方添加次生维管组织方添加次生维管组织方添加次生维管组织方添加次生维管组织ll 木栓形成层木栓形成层木栓形成层木栓形成层（cork cambiumcork c
19、ambium） 在根的外围形成周皮在根的外围形成周皮在根的外围形成周皮在根的外围形成周皮维管形成层的发生和它的活动维管形成层的发生和它的活动维管形成层的发生和它的活动维管形成层的发生和它的活动维管形成层的发生和活动维管形成层的发生和它的活动F棉花根次生木质部F棉花根次生韧皮部F棉花根次生韧皮部和维管形成层维管射线在次生维管组织中, 形成了一些径向排列的薄壁细胞群,称为维管射线维管射线, 在木质部的称木射线木射线, 在韧皮部的称韧皮射线韧皮射线功能: 径向物质运输维管射线形成后,使维管组织内有轴向系统和径向系统之分F棉花根次生木质木射线棉花根次生木质木射线有些植物根中，维管射线较宽，横切面上，有
20、些植物根中，维管射线较宽，横切面上，可见数条较宽的维管射线，将次生维管组可见数条较宽的维管射线，将次生维管组织分割成若干束，呈菊花状，药材上称织分割成若干束，呈菊花状，药材上称“菊花心菊花心”维管射线维管射线F棉花次生根中央的髓和初生木质部n 木栓形成层的发生和它的活动木栓形成层的发生和它的活动-周皮的形成周皮的形成l维管形成层的活动维管形成层的活动, , 使中柱鞘以外的成熟组织被破使中柱鞘以外的成熟组织被破坏坏, , 这时根的中柱鞘细胞恢复分裂能力这时根的中柱鞘细胞恢复分裂能力, ,形成形成木栓形木栓形成层成层l木栓形成层进行平周分裂木栓形成层进行平周分裂, , 向外分裂产生向外分裂产生木栓
21、层木栓层, , 向内分裂形成向内分裂形成栓内层栓内层l木栓形成层木栓形成层、木栓层木栓层和和栓内层栓内层合称合称周皮周皮, , 成为根加成为根加粗以后新的保护组织粗以后新的保护组织( (次生保护组织次生保护组织) )l最早的木栓形成层起源于最早的木栓形成层起源于中柱鞘中柱鞘, , 但活动一年或几但活动一年或几年后停止活动年后停止活动, , 这时新的这时新的木栓形成层木栓形成层在在周皮周皮以内产以内产生生, , 常由常由次生韧皮部次生韧皮部细胞恢复分裂能力形成细胞恢复分裂能力形成木栓形木栓形成层成层, , 继续形成新的继续形成新的木栓木栓中柱鞘在木栓形成中柱鞘在木栓形成层开始发生以前就已层开始发
22、生以前就已分裂形成多层细胞，分裂形成多层细胞，中柱鞘细胞靠外的部中柱鞘细胞靠外的部分分化为分分化为木栓形成层木栓形成层，而内部的部分则形成而内部的部分则形成多层疏松排列的类似多层疏松排列的类似皮层的薄壁组织，常皮层的薄壁组织，常被称为被称为次生皮层次生皮层F棉花次生根周皮F柳树根次生结构主要起源于主要起源于中柱鞘中柱鞘，内皮层内皮层也参与也参与侧根发生于根的内部组织的这种方式称为侧根发生于根的内部组织的这种方式称为内内起源起源侧根的发生侧根的发生发生部位：侧根多起源于根毛区中柱鞘部位二原型的根，发生在初生木质部与初生韧皮部之间；三原型和四原型的根正对初生木质部；多原型的根正对初生韧皮部 侧根发
23、生部位二原型根侧根发生部位三、四原型根侧根发生部位多原型根中柱鞘细胞恢复分裂能力，先进行几次平周分裂，产生向外的突起，随后进行平周和垂周等各个方向的分裂，使原有的突起继续生长，形成侧根的根原基根原基分裂、生长，逐渐分化出顶端分生组织和根冠进一步生长、分化逐渐伸入皮层，此时，根冠分泌含酶的物质将皮层和表皮溶解，最后伸出母根形成侧根侧根形成过程侧根的发生侧根的发生侧根的发生侧根的发生柳树侧根发生双子叶植物根的发育形成过程中柱鞘初生韧皮部薄壁组织初生木质部髓(若存在)维管形成层次生韧皮部维管射线次生木质部原生韧皮部后生韧皮部原生木质部后生木质部木栓形成层木栓层栓内层侧根维管 柱原分生 组织原形成层根
24、冠原原表皮基本分生组织根冠表皮皮层初生生长及初生结构次生生长及次生结构次生韧皮部次生韧皮部次生韧皮部次生韧皮部维管形成层维管形成层维管形成层维管形成层次生木质部次生木质部次生木质部次生木质部木射线木射线木射线木射线初生韧皮部初生韧皮部初生韧皮部初生韧皮部初生木质部初生木质部初生木质部初生木质部根的次生结构根的次生结构根的次生结构根的次生结构 周皮周皮周皮周皮木栓层木栓层木栓层木栓层木栓形成层木栓形成层木栓形成层木栓形成层中柱鞘中柱鞘中柱鞘中柱鞘单子叶植物根的解剖结构单子叶植物根的解剖结构l外皮层细胞的细胞厚壁化或木质化外皮层细胞的细胞厚壁化或木质化l多数内皮层细胞的细胞壁除外切向壁外为内五面多
25、数内皮层细胞的细胞壁除外切向壁外为内五面增厚或全面增厚增厚或全面增厚l维管鞘细胞后期厚壁化维管鞘细胞后期厚壁化l初生木质部为多原型初生木质部为多原型l初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞分化成初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞分化成熟，不再有分裂能力熟，不再有分裂能力双子叶植物双子叶植物双子叶植物双子叶植物和和和和单子叶植物单子叶植物单子叶植物单子叶植物根结构比较根结构比较根结构比较根结构比较双子叶植物双子叶植物双子叶植物双子叶植物和和和和单子叶植物单子叶植物单子叶植物单子叶植物根结构比较根结构比较根结构比较根结构比较双子叶双子叶双子叶双子叶单子叶单子叶单子叶单子叶根的变态根的变态(Root
26、 Modification)变态根变态根变态根变态根贮藏根气生根寄生根肉质直根块根支柱根攀缘根呼吸根根的变态根的变态(Root Modification)肉质直根由下胚轴和主根发育而来，根的增粗由下胚轴和主根发育而来，根的增粗主要是在次生生长以后，木质部或韧主要是在次生生长以后，木质部或韧皮部的薄壁细胞恢复分裂能力成为副皮部的薄壁细胞恢复分裂能力成为副形成层，由副形成层产生三生木质部形成层，由副形成层产生三生木质部和三生韧皮部之故。和三生韧皮部之故。 块根木薯木薯番薯番薯由不定根或侧根发育而来，具三生结构由不定根或侧根发育而来，具三生结构 何首乌及其块根何首乌及其块根支柱根支柱根攀缘根呼吸根寄
27、生根土壤微生物能侵入某些植物根部，与宿主建立互助互利的共生关系，土壤微生物能侵入某些植物根部，与宿主建立互助互利的共生关系，种子植物和微生物之间的共生关系，最常见的为根瘤和菌根。种子植物和微生物之间的共生关系，最常见的为根瘤和菌根。 根瘤和菌根根瘤和菌根根瘤是根瘤细菌侵入豆科植物根部细胞而形成的瘤状共生结构。植物为根瘤提根瘤是根瘤细菌侵入豆科植物根部细胞而形成的瘤状共生结构。植物为根瘤提供有机物、矿物质和水，而根瘤菌则可将空气中的供有机物、矿物质和水，而根瘤菌则可将空气中的N2N2转变为氨供豆科植物利用。转变为氨供豆科植物利用。 根瘤和菌根根瘤和菌根菌根是高等植物根与某些真菌的共生体。菌根所表现的共生关系是真菌能增加根菌根是高等植物根与某些真菌的共生体。菌根所表现的共生关系是真菌能增加根对水和无机盐的吸收和转化能力，而植物则把其制造的有机物提供给真菌。菌根对水和无机盐的吸收和转化能力，而植物则把其制造的有机物提供给真菌。菌根有外生菌根、内生菌根和内外生菌根。有外生菌根、内生菌根和内外生菌根。
